(57)【要約】【課題】ライトストラテジ技術を採用したレーザ駆動制御装置において、バイアス電流の制御ループの入力誤差が電流パルスの制御ループに与える影響を、緩和する。【解決手段】クール電流Ｉｃについての誤差増幅部４８BMにおける帰還成分と基準成分との間の入力誤差ΔＶ５０を入力誤差抽出部５０ａで抽出する。入力誤差抽出部５０ａで抽出した入力誤差ΔＶ５０を、入力誤差減算部５０ｂにてピーク電流Ｉｐについての誤差増幅部４８PKにおける基準成分から減算するとともに、入力誤差減算部５０ｃにてイレーズ電流Ｉｅについての誤差増幅部４８AVにおける基準成分から減算することで、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃを制御する制御ループの誤差の影響を、電流パルスであるピーク電流Ｉｐおよびイレーズ電流Ｉｅを与える制御ループから容易に排除する。【選択図】図１
2006012349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザの閾値電流を与えるバイアス電流成分に多値パワーの発光波形を生成するための電流パルスを重畳して合成電流を生成し、この合成電流を前記レーザに供給することで、前記レーザをパルス駆動するレーザ駆動制御方法であって、
前記バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を用いて、前記電流パルスを与える制御ループの誤差アンプ入力に補正を加える
ことを特徴とするレーザ駆動制御方法。
【請求項２】
レーザの閾値電流を与えるバイアス電流成分に多値パワーの発光波形を生成するための電流パルスを重畳して合成電流を生成し、この合成電流を前記レーザに供給することで、前記レーザをパルス駆動するレーザ駆動制御装置であって、
前記レーザから発せられたレーザ光の出力パワーを検知するレーザパワー検知部と、
前記レーザパワー検知部により検知された前記出力パワーにおける前記バイアス電流に対応する帰還成分と前記バイアス電流の基準を与える基準成分とが入力される第１の誤差増幅部を含み、当該第１の誤差増幅部の入力誤差がゼロとなるように前記バイアス電流を制御するバイアス制御ループと、
前記レーザパワー検知部により検知された前記出力パワーにおける前記電流パルスに対応する帰還成分と、前記電流パルスの基準を与える基準成分とが入力される第２の誤差増幅部を含み、当該第２の誤差増幅部の入力誤差がゼロとなるように前記電流パルスを制御する電流パルス制御ループと、
前記第１の誤差増幅部における前記帰還成分と前記基準成分との間の入力誤差を抽出する入力誤差抽出部と、
前記入力誤差抽出部が抽出した入力誤差に基づいて、前記第２の誤差増幅部の一方の入力成分を補正する補正部と
を備えたことを特徴とするレーザ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ駆動制御方法およびレーザ駆動制御装置に関する。より詳細には、レーザを用いた記録再生装置におけるレーザパワーの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザを光源に用いた記録再生装置が、種々の分野で利用されている。たとえば、光ディスクを記録や再生の媒体として用いる光ディスク記録再生装置（以下、単に光ディスク装置ともいう）や光通信装置やレーザプリンタなどが注目されている。
【０００３】
光源として用いるレーザとしては、近年、半導体素子を利用した半導体レーザが、極めて小型で、かつ駆動電流に高速に応答するため、各種装置の光源として広く使用されるようになっている。
【０００４】
また、記録や再生の媒体として用いる書換可能な光ディスクとしては、相変化光ディスクや光磁気ディスクなどが広く知られており、記録、再生、消去する際に照射されるレーザ光の出力が異なる。たとえば、記録時は光ディスクにピットと呼ばれる記録マークを作るために、レーザビームの出力を高くする（たとえば３０ｍＷ以上）が、再生時は記録ピットを破壊することなく情報の読み出しを行なうことができるように、記録時よりも弱い出力（たとえば３ｍＷ）のレーザビームを光ディスクに照射するようにしている。
【０００５】
近年の高密度、高転送レートの光ディスクにおいて、記録再生が可能なエラーレートを得るためには、これらのレーザビームの強度を十分に制御することが必要とされている。
【０００６】
しかし、半導体レーザは駆動電流・光出力特性の温度特性変化が著しく、その光出力を所望の強度に設定するために、半導体レーザの光出力を一定に制御する回路、いわゆるＡＰＣ（Auto Power Control）回路が必要となる。
【０００７】
ここで、ＡＰＣ回路はリアルタイム方式とサンプルホールド方式とに大別される。リアルタイム方式は、半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、この受光素子に発生する受光電流（半導体レーザの光出力に比例）と、発光指令信号とが等しくなるように、常時、半導体レーザの駆動電流を制御する光・電気負帰還ループを構成する方式である。  また、サンプルホールド方式とは、パワー設定期間に半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、この受光素子に発生する受光電流（半導体レーザの光出力に比例）と、発光指令信号とが等しくなるように、半導体レーザの駆動電流を制御する光・電気負帰還ループを構成し、この駆動電流の制御値を前記パワー設定期間以外でも保持し、このパワー設定期間以外では、この保持した前記制御値をもとに変調をかける方式である。
【０００８】
図１０は、リアルタイム方式を採用したＡＰＣ回路の基本構成例を示すブロック図である。ＡＰＣ回路８００は、光学系装置８０１と電気系装置８０２に大別され、光学系装置８０１にて半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）８１２からレーザ光Ｌ１を発し、ビームスプリッタ８１４を介して分波したレーザ光Ｌ１ａをコリメータレンズ８１８や対物レンズ８１９を介して光ディスクの盤面に照射することにより記録、再生、消去を行なっている。
【０００９】
また、半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）８１２から発せられたレーザ光Ｌ１をビームスプリッタ８１４で分波したＬ１ｂを受光素子としてのフォトダイオード８１６に照射し、フォトダイオード８１６にて光電変換された電流（ＩFPD ）を帰還系の信号として電気系装置８０２に伝送する。
【００１０】
電気系装置８０２では、フォトダイオード８１２の電流出力（帰還電流ＩFPD ）を電流電圧変換部（Ｉ／Ｖ変換器）８２６にて電圧信号に変換し、一方、基準電流生成部８３２にて作られデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部８３４にて設定されたパワー基準電流ＩREF も、同様に電流電圧変換部（Ｉ／Ｖ変換器）８３６にて電圧信号に変換して、両者を誤差増幅器８４０に入力する。
【００１１】
このような構成のＡＰＣ回路８００においては、誤差増幅器８４０の差動入力が釣り合うように全体としてＡＰＣの負帰還ループが構成され、誤差増幅器８４０の出力は任意の電圧に決定する。その電圧を電圧電流変換部（Ｖ／Ｉ変換器）８８０にて電流信号に変換し、電流駆動部（Driver）８９２にて増幅し、半導体レーザ８１２に駆動電流ＩLDを供給して駆動する。
【００１２】
以上のように、ＡＰＣ回路８００では、帰還電流ＩFPD ＝パワー基準電流ＩREF となるような負帰還制御ループが構成され、光学系の帰還量ΔＩFPD ／ΔＩLDの比により、レーザ駆動電流ＩLDが決定され、半導体レーザ８１２の電流／光変換効率により、レーザ発光パワーが決定する。
【００１３】
ここで、一般的にレーザは、発光閾値電流以上の駆動電流で発振し、電流−光変換感度はほぼ一定の特性を示すことが知られている。
【００１４】
たとえば、図１１は、駆動電流とレーザパワーとの関係を示す図である。図示するように、発光閾値電流Ｉth以上の駆動電流で発振し、電流−光変換感度ΔＰLD／ΔＩLDはほぼ一定の特性を示す。温度変化により閾値電流は正の温度係数で大きくドリフトする特性を有する。所望のレーザパワーＰldを得るための駆動電流Ｉldは、式（１）で示すようになり、レーザの発光閾値電流Ｉthや電流−光変換感度ΔＰLD／ΔＩLDの温度ドリフトがあれば、その分変化することとなる。
【００１５】
【数１】
2006012349.tif 000003
【００１６】
よって、ＡＰＣ方式としては、記録モードや再生モードの何れのモードにおいても、常にレーザパワー制御するリアルタイムＡＰＣ方式が望ましい。
【００１７】
一方、近年の書込可能な光ディスクでは、その高密度化の優位性より記録マークの両端の変化を記録するマークエッジ記録が主流となっている。また、マークエッジ記録でのマークの形状歪によるデータ誤りを抑える技術として、ディスクの材質と記録速度に応じてレーザ出力パワーをマルチパルス変調するライトストラテジ技術が知られている（たとえば特許文献１参照）。
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−２４４０５４号公報
【００１９】
このライトストラテジ技術を採用してレーザを駆動する場合において、レーザ出力パワーをマルチパルス変調する仕組みとして、たとえば、レーザの閾値電流Ｉthを与えるバイアス電流成分に多値パワーの発光波形を生成するための電流パルス成分を重畳して合成電流を生成し、この合成電流を前記レーザに供給することで、レーザをパルス駆動する方式（以下重畳駆動方式ともいう）がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、このような重畳駆動方式を採用して、ＡＰＣ制御を行なおうとすると、バイアス電流成分によるレーザパワーを制御する制御ループと、電流パルス成分によるレーザパワーを制御する制御ループとが存在し、再生モードから記録モードへの遷移時に、バイアス電流成分によるレーザパワーを制御する制御ループにおけるＡＰＣ制御の引込過程での入力電流誤差が、そのまま多値パワーの発光波形を生成するための電流パルス成分に重畳されることになり、その誤差成分が電流パルス成分によるレーザパワーを制御する制御ループに影響を与えてしまう問題が生じる。
【００２１】
それぞれの制御ループ特性の最適化が十分にされないと、場合によってはディスク上の記録マークを消してしまうストレージメディアにとって重大の事故に結びつくことも考えられる。
【００２２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バイアス成分を与える電流を制御するＡＰＣ制御ループの誤差が電流パルス成分の制御ループに与える影響を緩和することのできる仕組みを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係るレーザ駆動制御方法は、レーザの閾値電流を与えるバイアス電流成分に多値パワーの発光波形を生成するための電流パルスを重畳して合成電流を生成し、この合成電流をレーザに供給することで、レーザをパルス駆動するレーザ駆動制御方法であって、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を用いて、電流パルスを与える制御ループの誤差アンプ入力に補正を加えることとした。
【００２４】
ここで、「電流パルスを与える制御ループの誤差アンプ入力に補正を加える」とは、電流パルスを与える制御ループを構成する誤差アンプに入力される帰還成分と基準成分の何れか一方の入力成分に対して補正を加えることを意味する。一例としては、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を、前記何れか一方の入力成分から減算するか、もしくは加算するとよい。
【００２５】
また、本発明に係るレーザ駆動制御装置は、上記本発明に係るレーザ駆動制御方法を実施するのに好適な装置であって、先ず、レーザから発せられたレーザ光の出力パワーを検知するレーザパワー検知部と、レーザパワー検知部により検知された出力パワーにおけるバイアス電流に対応する帰還成分とバイアス電流の基準を与える基準成分とが入力される第１の誤差増幅部を含み、この第１の誤差増幅部の入力誤差がゼロとなるようにバイアス電流を制御するバイアス制御ループと、レーザパワー検知部により検知された出力パワーにおける電流パルスに対応する帰還成分と、電流パルスの基準を与える基準成分とが入力される第２の誤差増幅部を含み、この第２の誤差増幅部の入力誤差がゼロとなるように電流パルスを制御する電流パルス制御ループとを備える基本構成とした。
【００２６】
また、本発明に係るレーザ駆動制御装置は、上記の基本構成に加えて、第１の誤差増幅部における帰還成分と基準成分との間の入力誤差を抽出する入力誤差抽出部と、入力誤差抽出部が抽出した入力誤差に基づいて、第２の誤差増幅部の一方の入力成分を補正する補正部とを備えるものとした。
【００２７】
ここで、入力誤差抽出部と補正部の構成としては、入力誤差抽出部が抽出した入力誤差に基づき第２の誤差増幅部の一方の入力成分を補正することで、バイアス成分を与える電流を制御する制御ループの誤差が電流パルス成分の制御ループに与える影響を緩和するものである限り、様々な構成を採ることができる。
【００２８】
一例としては、第１の誤差増幅部における基準成分から帰還成分を減算して入力誤差を検出し、この入力誤差を、第２の誤差増幅部における基準成分から減算する、あるいは第２の誤差増幅部における前記帰還成分に加算することで補正を行なう構成を採ることができる。
【００２９】
また、他の例としては、第１の誤差増幅部における帰還成分から基準成分を減算して入力誤差を検出し、この入力誤差を、第２の誤差増幅部における帰還成分から減算する、あるいは第２の誤差増幅部における基準成分に加算することで補正を行なう構成を採ることもできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、  バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を検出し、この検出した入力誤差を用いて、電流パルスを与える制御ループの誤差アンプ入力に補正を加えるようにしたので、バイアス電流を制御する制御ループの誤差の影響を、電流パルスを与える制御ループから容易に排除することが可能となり、安定した引き込み特性が得られる。結果としてパワーの引き込み時間の短縮にも繋がり、さらにＡＰＣループ特性の帯域を上げて引き込み時間の短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係るレーザ駆動制御装置の一例であるレーザ光出力制御装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。この第１実施形態のレーザ光出力制御装置１は、相変化ディスクを媒体として使用するとともに、ストラテジの各レーザパワーをリアルタイム制御するＡＰＣ方式を採用している。
【００３３】
この第１実施形態のレーザ光出力制御装置１は、先ず、レーザの閾値電流を与える電流成分に、多値パワーの発光波形を生成するための電流パルスを重畳して合成電流を生成し、この合成電流をレーザに供給することで、レーザをパルス駆動するに際して、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を用いて、電流パルスを与える他の制御ループの誤差アンプ入力に補正を加える機能要素を備えている点に特徴を有する。
【００３４】
特に、第１実施形態の構成においては、制御ループの基準設定を与える基準入力系から帰還系であるフォトダイオード検波系を減算することによりバイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を抽出し、この抽出した入力誤差を、他の制御ループの誤差アンプ入力の基準入力系から減算するようにしている点に特徴を有する。以下、具体的に説明する。
【００３５】
第１実施形態のレーザ光出力制御装置１は、図１に示したＡＰＣ回路と同様に、光学系装置１０と電気系装置２０とを備えており、光学系装置１０にて、記録・再生媒体の一例である光ディスク９に、任意のレーザ光Ｌ１の成分を照射することにより記録、再生、あるいは消去を行なうように構成されている。
【００３６】
具体的には、先ず、光学系装置１０は、電気系装置２０により駆動されるレーザ光源の一例である半導体レーザ（たとえばレーザダイオードＬＤ；Laser Diode ）１２と、半導体レーザ１２から発せられた拡散光であるレーザ光Ｌ１を平行光にする対物レンズ１３とを備えている。
【００３７】
また光学系装置１０は、半導体レーザ１２から発せられ対物レンズ１３を通過したレーザ光Ｌ１を透過光Ｌ１ａと９０度方向に反射された反射光Ｌ１ｂとに分光するとともに、図示しない対物レンズで光ディスク９からの反射光を平行光とした再生光を図示しない再生用フォトディテクタに向けて反射させる光学部材の一例であるビームスプリッタ１４と、ビームスプリッタ１４にて反射された反射光Ｌ１ｂを受光して監視（モニタリング）することで、半導体レーザ１２の光出力を検出するレーザパワー検知部（光出力検出部）の一例であるフォトダイオード（ＦＲＤ）１６とを備えている。フォトダイオード１６は、カソード側が基準電源に接続され、アノード側が電気系装置２０に接続される。
【００３８】
半導体レーザ１２から発せられたレーザ光Ｌ１の一部は、対物レンズ１３、ビームスプリッタ１４、および図示しない光ディスク９側に設けられた図示しない対物レンズンズを通過し、光ディスク９の記録膜上に集光され、再生および記録用のレーザビームスポットを形成する。
【００３９】
またこれと同時に、半導体レーザ１２から発せられたレーザ光Ｌ１の一部はビームスプリッタ１４を介して反射光Ｌ１ｂとなりフォトダイオード１６を照射する。フォトダイオード１６は、受光したレーザ光Ｌ１の反射光Ｌ１ｂ成分を電気信号に変換（光電変換）することで検知電流ＩFPD を生成し、この検知電流ＩFPD をパワー検出信号として半導体レーザ制御機能を持つ電気系装置２０に伝送する。フォトダイオード１６は、半導体レーザ１２から発せられたレーザ光Ｌ１の出力パワーを検知するレーザパワー検知部の一例である。
【００４０】
電気系装置２０は、フォトダイオード１６から伝送された検知電流ＩFPD を電圧信号である検知電圧ＶFPD に変換（電流電圧変換）する電流電圧変換部（Ｉ／Ｖ）２６を備えている。電流電圧変換部２６は、フォトダイオード１６のアノード側と基準電源との間に配された変換抵抗２７と、変換抵抗２７にて電圧信号に変換された検知電圧ＶFPD をバッファリングするバッファアンプ２８とを有している。
【００４１】
また、電気系装置２０は、半導体レーザ１２の発光パルス波形における記録モード時のピーク、イレーズ、およびクール並びに再生（読取り）モード時のリードの各パワーレベルに対応する４値のレーザパワー設定信号であるピーク（Peak）、イレーズ（Erase ）、クール（Cool）、リード（Read）の各基準電流データを生成する基準電流生成部３２と、基準電流生成部３２にて生成された各基準電流データをアナログ信号に変換するＤＡ変換部３４（それぞれ３４Ｒ，３４Ｃ，３４Ｅ，３４Ｐ）とを備えている。
【００４２】
基準電流生成部３２とＤＡ変換部３４Ｒ，３４Ｃ，３４Ｅ，３４Ｐにより、半導体レーザ１２の記録モードにおける各レベルの光出力の設定値を付与する光出力設定部が構成される。
【００４３】
また電気系装置２０は、ＤＡ変換部３４にてアナログ信号に変換された各パワー基準電流（それぞれＩREFR，ＩREFC，ＩREFE，ＩREFP）の何れか１つもしくは任意の組合せ（重畳）に対応するパワー基準電流ＩREF を出力する光出力設定値切替部の一例であるカレント（電流）スイッチ（Current SW）３５と、カレントスイッチ３５から出力されたパワー基準電流ＩREF を電圧信号であるパワー基準電圧ＶREF に変換（電流電圧変換）する電流電圧変換部３６を備えている。
【００４４】
電流電圧変換部３６は、カレントスイッチ３５の出力側と基準電源との間に配された変換抵抗３７と、変換抵抗３７にて電圧信号に変換されたパワー基準電圧ＶREF をバッファリングするバッファアンプ３８とを有している。
【００４５】
カレントスイッチ３５は、基準電流生成部３２とＤＡ変換部３４とで構成される光出力設定部により付与される半導体レーザ１２の光出力の４値の設定値を切り替え出力するべく、４値の半導体レーザパワーをスイッチングするため、図示しない中央制御部から、このカレントスイッチ３５の切替動作を制御するための切替制御信号が入力される。
【００４６】
切替制御信号としては、たとえば、記録（Write ）モードと再生（Read）モードとを切り分けるライトゲート信号ＷＧ（Write Gate）や、記録モード時の半導体レーザ１２の発光パルス波形におけるピーク、イレーズ、およびクールの各パワーレベルに対応するタイミングを指示するための各タイミングパルス（それぞれＰPK，ＰER，ＰCL）などがある。
【００４７】
図示を割愛するが、カレントスイッチ３５は、ピーク、イレーズ、クール、およびリードの各パワーレベルにそれぞれ対応する個別の電流源と、ライトゲート信号ＷＧおよびタイミングパルスＰPK，ＰER，ＰCLの制御の元でオンオフするスイッチング素子とを有しており、ライトゲート信号ＷＧおよびタイミングパルスＰPK，ＰER，ＰCLの制御の元で、対応するレーザパワー設定信号としてのパワー基準電流ＩREF によってそれぞれ設定された基準電流を出力する。
【００４８】
このような構成により、レーザ光出力制御装置１は、半導体レーザ１２の閾値電流を供給するバイアス電流と複数の電流パルスを加減算することにより多値パワーの発光波形を生成するようにしている。後段のレーザパワー制御系（ＡＰＣ制御系）では、半導体レーザ１２のレーザパワーが、この多値パワーの発光波形となるように、多値パワーを制御する。
【００４９】
また電気系装置２０は、電流電圧変換部２６にて電流電圧変換された検知電圧ＶFPD と電流電圧変換部３６にて電流電圧変換されたパワー基準電圧ＶREF とに基づき、適正な駆動電流を生成する駆動電流制御処理部４０を備えている。
【００５０】
駆動電流制御処理部４０は、検知電圧ＶFPD およびパワー基準電圧ＶREF のそれぞれについて、ピーク（上側先頭値）電圧ＶFPPK，ＶREPKを検知するレベル検知部４２（それぞれ４２FP，４２RE）、アベレージ（平均値）電圧ＶFPAV，ＶREAVを検知するレベル検知部４４（それぞれ４４FP，４４RE）、およびボトム（下側先頭値）電圧ＶFPBM，ＶREBMを検知するレベル検知部４６（それぞれ４６FP，４６RE）と、レベル検知部４２，４４，４６にてそれぞれ検知された対応する検知電圧同士を比較して、両者の誤差電圧ΔＶPK，ΔＶAV，ΔＶBMを制御電圧として生成する検波出力比較部の一例である誤差増幅部４８PK，４８AV，４８BMとを有している。
【００５１】
また、駆動電流制御処理部４０は、検知電圧ＶFPD およびパワー基準電圧ＶREF の各リードレベルＶFPRD，ＶRERDを比較して、両者の誤差電圧ΔＶRDを制御電圧として生成する検波出力比較部の一例である誤差増幅部４８RDを有している。
【００５２】
フォトダイオード１６を用いた帰還系について、ピークレベル、アベレージレベル、およびボトムレベルのそれぞれについて検知電圧FPPK，FPAV，FPBMを検知するレベル検知部４２FP，４４FP，４６FPにより、レーザパワー検知部の一例であるフォトダイオード１６が検出した光出力を検波する光出力検波部が構成される。なお、各レベル検知部４２FP，４２RE、レベル検知部４４FP，４４RE、およびレベル検知部４６FP，４６REの回路構成は同じものである。
【００５３】
また、基準電流生成部３２を用いた基準系について、ピークレベル、アベレージレベル、およびボトムレベルのそれぞれについて検知電圧REPK，REAV，REBMを検知するレベル検知部４２RE，４４RE，４６REにより、半導体レーザ１２の記録モードにおける光出力の設定値が基準電流生成部３２およびＤＡ変換部３４で構成される光出力設定部により付与され、この光出力の設定値がカレントスイッチ３５にて切替出力された設定電圧を検波する基準出力検波部が構成される。
【００５４】
フォトダイオード１６および電流電圧変換部２６は半導体レーザ１２の光出力をレベル検知部４２，４４，４６へ戻す帰還系をなす。誤差増幅部４８BMは、書込電流におけるバイアス電流を与えるクール電流ＩｃのＡＰＣ制御ループの誤差アンプとして機能する。誤差増幅部４８AVは、クール電流Ｉｃをバイアス電流成分として一方の電流パルスを与えるイレーズ電流ＩｅのＡＰＣ制御ループの誤差アンプとして機能する。誤差増幅部４８PKは、クール電流Ｉｃをバイアス電流成分として他方の電流パルスを与えるピーク電流ＩｐのＡＰＣ制御ループの誤差アンプとして機能する。また、誤差増幅部４８RDは、リード電流ＩｒのＡＰＣ制御ループの誤差アンプとして機能する。
【００５５】
ここで、バイアス電流（本例ではクール電流Ｉｃが対応）の制御ループは、この帰還系におけるレベル検知部４６と誤差増幅部４８BMなどで構成される。誤差増幅部４８BMは、レーザパワー検知部の一例であるフォトダイオード１６により検知された出力パワーにおけるバイアス電流（本例ではクール電流Ｉｃ）に対応する帰還成分とバイアス電流の基準を与える基準成分とが入力される第１の誤差増幅部として機能する。この誤差増幅部４８BMは、その両入力の誤差がゼロとなるようにバイアス電流（本例ではクール電流Ｉｃ）を制御するバイアス制御ループの主要部をなす。
【００５６】
また、電流パルスの一方であるピーク電流Ｉｐの制御ループは、帰還系におけるレベル検知部４２と誤差増幅部４８PKなどで構成される。誤差増幅部４８PKは、レーザパワー検知部の一例であるフォトダイオード１６により検知された出力パワーにおけるピーク電流Ｉｐに対応する帰還成分とピーク電流Ｉｐの基準を与える基準成分とが入力される第２の誤差増幅部として機能する。この誤差増幅部４８PKは、その両入力の誤差がゼロとなるように電流パルスの一方であるピーク電流Ｉｐを制御するピーク電流制御ループ（電流パルス制御ループの一例）の主要部をなす。
【００５７】
また、電流パルスの他方であるイレーズ電流Ｉｅの制御ループは、帰還系におけるレベル検知部４４と誤差増幅部４８AVなどで構成される。誤差増幅部４８AVは、レーザパワー検知部の一例であるフォトダイオード１６により検知された出力パワーにおけるイレーズ電流Ｉｅに対応する帰還成分とイレーズ電流Ｉｅの基準を与える基準成分とが入力される第２の誤差増幅部として機能する。この誤差増幅部４８AVは、その両入力の誤差がゼロとなるように電流パルスの他方であるイレーズ電流Ｉｅを制御するイレーズ電流制御ループ（電流パルス制御ループの一例）の主要部をなす。
【００５８】
各レベル検知部４２FP，４２RE，４４FP，４４RE，４６FP，４６REはそれぞれホールド機能を持ち、レベル検知動作のタイミングを制御するＡＰＣゲートパルスが入力されるようになっている。ＡＰＣゲートパルスの制御の元で、マーク部のタイミングでレベル検知部４２FP，４２REがピーク検波を行なうとともに、レベル検知部４６FP，４６REがボトム検波を行ない、スペース部のタイミングでレベル検知部４４FP，４４REが平均値検波を行なう。
【００５９】
本実施形態では、ディスクフォーマットのＡＬＰＣ（Auto Laser Power Control）部で等幅のマーク／スペースの繰返しデータにより、各パワー設定の引き込みを同時に行なう。また、ピーク値検波器およびボトム値検波器のサンプルゲート信号は、記録するマーク信号、平均値検波器のサンプルゲート信号はスペース信号を入力とする。
【００６０】
そして、ホールド機能を利用して、記録時に、マーク部のタイミングを指示するサンプルゲート信号としてのＡＰＣゲートにより、マーク部のタイミング（たとえばハイレベル）でピーク検波およびボトム検波を行ない、ローレベルで各出力値をホールドすることで、ピークパワーＰｐとクールパワーＰｃを制御し、またスペース部のタイミングを指示するサンプルゲート信号としてのＡＰＣゲートにより、スペース部のタイミング（たとえばハイレベル）で平均値検波を行ない、ローレベルでその出力値をホールドすることで、イレーズパワーＰｅを制御する。
【００６１】
ランダムなデータからなるデータ部においても同様に比較制御が行なわれるが、前述のマーク長によるピーク値検波器の変動は誤差増幅部４８のピーク電圧ＶFPPK，ＶREPKが同期して動くため、その出力である制御電圧としての誤差電圧ΔＶPKは変動しない。ボトム値検波器出力のマーク長の変動も同様である。なお、平均値検波については、マーク長の影響を受けない。
【００６２】
なお、本実施形態の記録時における３値制御では、ピーク値検波器、ボトム値検波器、および平均値検波器のそれぞれについてホールド機能を利用していたが、サンプルゲート信号を用いてホールド機能を適用するのは、平均値検波器入力のみでよく、ピーク値検波回路やボトム値検波回路に関しては、必ずしもホールド機能を適用しなくてもよい。
【００６３】
＜駆動電流制御処理部の特徴部分＞
ここで、駆動電流制御処理部４０は、本実施形態特有の構成として、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引く誤差補正部５０を備えている。
【００６４】
第１実施形態の誤差補正部５０は、先ず、基準電流生成部３２を用いた基準系についてレベル検知部４６REにて検知されたボトムレベルに関しての基準入力であるボトム基準電圧ＶREBMから、フォトダイオード１６を用いた検波系についてボトムレベルに関してレベル検知部４６FPにて検知されたボトム検知電圧FPBMを減算することにより、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５０を抽出する入力誤差抽出部５０ａを有している。
【００６５】
また、誤差補正部５０は、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃを制御する制御ループの誤差増幅部４８BMの入力誤差の影響を電流パルスの一方の成分であるピーク電流Ｉｐを与える制御ループから排除する構成として、ピークレベルに関してレベル検知部４２REにて検知されたピーク基準電圧ＶREPKから入力誤差抽出部５０ａにより抽出された入力誤差ΔＶ５０を減算する入力誤差減算部５０ｂを、レベル検知部４２REと誤差増幅部４８PKの基準側入力との間に有する。
【００６６】
また、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃを制御する制御ループの誤差増幅部４８BMの入力誤差の影響を電流パルスの他方の成分であるイレーズ電流Ｉｅを与える制御ループから排除する構成として、アベレージレベルに関してレベル検知部４４REにて検知されたアベレージ基準電圧ＶREAVから入力誤差抽出部５０ａにより抽出された入力誤差ΔＶ５０を減算する入力誤差減算部５０ｃを、レベル検知部４４REと誤差増幅部４８AVの基準側入力との間に有している。
【００６７】
入力誤差減算部５０ｂおよび入力誤差減算部５０ｃは、何れも、入力誤差抽出部が抽出した入力誤差ΔＶ５０に基づいて、誤差増幅部４８PK，４８AVの一方の入力成分を補正する補正部の一例である。
【００６８】
電気系装置２０はまた、駆動電流制御処理部４０の後段に、ピーク、イレーズ、クール、およびリードの各パワーレベルにそれぞれ対応する、駆動電流制御処理部４０の各誤差増幅部４８PK，４８AV，４８BM，４８RDの各出力である誤差電圧ΔＶPK，ΔＶAV，ΔＶBM，ΔＶRDを、それぞれ制御電流ＩPK，ＩER，ＩCL，ＩRDに変換（電圧電流変換）する電圧電流変換部（Ｖ／Ｉ）７０（それぞれ７０PK，７０AV，７０BM，７０RD）とを備える。
【００６９】
また電気系装置２０は、光出力設定値切替部の一例であるカレントスイッチ３５による切替動作と同期して、各誤差増幅部４８PK，４８AV，４８BM，４８RDから比較結果として出力される誤差電圧ΔＶPK，ΔＶAV，ΔＶBM，ΔＶRDに対応する電圧電流変換部７０にて変換された制御電流ＩPK，ＩER，ＩCL，ＩRDを切り替える比較結果切替部の一例であるカレントスイッチ（Current SW）９０と、比較結果（誤差電圧ΔＶPK，ΔＶAV，ΔＶBM，ΔＶRD）に対応するカレントスイッチ９０により切り替えられた切替出力電流ＩSEL を増幅して駆動電流ＩDRV として半導体レーザ１２に供給することで半導体レーザ１２を駆動する電流駆動部（Current Driver）９２とを備えている。
【００７０】
このような構成によって、電気系装置２０の駆動電流制御処理部４０では、フォトダイオード１６の検知電流ＩFPD を電流電圧変換部２６にて検知電圧ＶFPD に変換し、一方、基準電流生成部３２にて生成されＤＡ変換部３４にて設定されたパワー基準電流ＩREF も、同様に電流電圧変換部３６にてパワー基準電圧ＶREF に変換し、両者を誤差増幅部４８に入力する。
【００７１】
駆動電流制御処理部４０は、誤差アンプとしての誤差増幅部４８の差動入力が釣り合うように、すなわち入力誤差がゼロとなるように、全体として自動パワー制御（ＡＰＣ）の負帰還ループが構成されており、各誤差増幅部４８PK，４８AV，４８BM，４８RDの各出力である誤差電圧ΔＶPK，ΔＶAV，ΔＶBM，ΔＶRDを制御電圧として、任意の電圧値に決定する。
【００７２】
たとえば、光磁気ディスクのフォーマットでは、各セクタの記録領域（データ部）の前に、セクタのアドレスが記録されたアドレス部、再生、消去、記録の各光パワーレベルを設定するためのＡＬＰＣ（Auto Laser Power Control）領域が設けられている。アドレス部は再生モードにおいてアドレス情報を読み出し、ＡＬＰＣ領域において各光パワーレベルの設定を行なう。他の区間では、カレントスイッチ３５により選択され、ホールド機能を持つレベル検知部４２によりホールドされた制御値（各検知電圧）を元にして電圧電流変換部７０が出力した切替出力電流ＩSEL に対応する駆動電流ＩDRV で半導体レーザ１２を発光させる。
【００７３】
電流増幅機能を持つ電流駆動部９２のゲインをＫ１、半導体レーザ１２に対するフォトダイオード１６の光学系の効率をＫ２、電流電圧変換部２６のトランスインピーダンスをＫ３とすると、レーザ光出力制御装置１の変換特性は、Ｋ１＊Ｋ２＊Ｋ３＊ＩLDとなる。
【００７４】
電流電圧変換部２６にて変換された検知電圧ＶFPD は、ピーク検波を行なうレベル検知部４２FP、アベレージ検波を行なうレベル検知部４４FP、およびボトム検波を行なうレベル検知部４６FPにそれぞれ入力され、同様にカレントスイッチ３５から出力され電流電圧変換部３６にて変換されたパワー基準電圧ＶREF は、ピーク検波を行なうレベル検知部４２RE、アベレージ検波を行なうレベル検知部４４RE、およびボトム検波を行なうレベル検知部４６REにそれぞれ入力される。
【００７５】
よって、電流電圧変換部２６にて変換された検知電圧ＶFPD と電流電圧変換部３６にて変換されたパワー基準電圧ＶREF が同じであれば、ピーク検波を行なう各レベル検知部４２FP，４２RE同士、アベレージ検波を行なうレベル検知部４４FP，４４RE同士、およびボトム検波を行なうレベル検知部４６FP，４６RE同士の電圧値は同じになる。
【００７６】
これらの各出力電圧が、それぞれ誤差増幅部４８PK，４８AV，４８BMに入力され、ピーク値の制御電圧として誤差電圧ΔＶPKを、平均値（アベレージ）の制御電圧として誤差電圧ΔＶAVを、ボトム値の制御電圧として誤差電圧ΔＶBMを出力する。ピーク値は、レーザパワーのピークパワーＰｐに対応するので、誤差電圧ΔＶPKは、ピークパワーＰｐを制御する制御電圧として機能し、アベレージは、レーザパワーのイレーズパワーＰｅに対応するので、誤差電圧ΔＶAVは、イレーズパワーＰｅを制御する制御電圧として機能し、ボトム値は、レーザパワーのクールパワーＰｃに対応するので、誤差電圧ΔＶBMは、クールパワーＰｃを制御する制御電圧として機能することとなる。
【００７７】
なお、この帰還ループにおいては、各設定パワーが時系列で順に設定されるのではなく、設定区間において同時に、ピークレベル（ピークパワーに対応）に関するパワー基準電流ＩREFPに対応するパワー基準電圧ＶREFPとＫ１＊Ｋ２＊Ｋ３＊ＩLDP、アベレージレベル（イレーズパワーに対応）に関するパワー基準電流ＩREFEに対応するパワー基準電圧ＶREFEとＫ１＊Ｋ２＊Ｋ３＊ＩLDE、およびボトムレベル（クールパワーに対応）に関するパワー基準電流ＩREFCに対応するパワー基準電圧ＶREFCとＫ１＊Ｋ２＊Ｋ３＊ＩLDCの各値が等しくなるように制御される。
【００７８】
電流電圧変換部２６，３６を介しているので、結果的には、フォトダイオード１６からのパワー検出信号としての検知電流ＩFPD のピークレベル、アベレージレベル、およびボトムレベルが、基準電流生成部３２による設定電流であるパワー基準電流ＩREFP，ＩREFE，ＩREFCと等しくなるように制御される。さらにディスクフォーマットにおけるデータ部においても、閉ループにより、レーザパワーを各設定値に対し比較制御することが可能である。
【００７９】
多値パワーの発光波形を与えるパワー基準電流ＩREF として、半導体レーザ１２の発光ストラテジ波形と同じ波形とすることで、フォトダイオード１６からの電流ＩFPD と比較制御を行なうことができる。つまり、相変化ディスクのストラテジの各レーザパワーをリアルタイム制御するＡＰＣ方式リアルタイム制御を行なうことができる。なお、再生時は、発光波形がＤＣなので、図１０に示したＡＰＣ制御と変わらない。
【００８０】
たとえば、後述する図３のように、レーザ発光波形をカレントスイッチで生成してライトストラテジ技術を適用するに当たり、クール電流Ｉｃをベースに（バイアス成分として）イレーズ電流Ｉｅやピーク電流Ｉｐを重畳して所望のレーザ駆動電流波形を生成するようにする場合には、たとえば、フォトダイオード１６からのパワー検出信号としての検知電流ＩFPD のピークレベルが、基準電流生成部３２により設定されるパワー基準電流ＩREFP，ＩREFCの合成値と等しくなり、検知電流ＩFPD のアベレージレベルが、基準電流生成部３２により設定されるパワー基準電流ＩREFE，ＩREFCの合成値と等しくなるように制御される。
【００８１】
よって、本実施形態のレーザ光出力制御装置１によれば、パワー設定区間も記録時と同様にパルス駆動を行なえるため、パワー設定区間のＤＣ発光によるレーザ寿命への影響がなくなる。さらにパワー設定区間、記録区間ともに半導体レーザ１２をパルス駆動しているため、半導体レーザ１２の緩和振動や特性ばらつきにより、設定レーザパワーに差が生じることもない。さらには、データ部においても比較制御しているため、半導体レーザ１２のドループ特性が生じても追従することも可能となる。
【００８２】
たとえば、ピークパワーＰｐに関しては、駆動電流制御処理部４０へ入力されるＡＰＣゲート（サンプルゲート信号）をハイレベルにし、検波系の電流電圧変換部２６の出力電圧ＶFPPKとパワー基準系の電流電圧変換部３６の出力電圧ＶREPKすなわち光パワー設定電圧とを誤差増幅部４８により比較し、誤差増幅部４８が出力する制御電圧としての誤差電圧ΔＶPKを元にして、半導体レーザ１２を駆動することで、ピークパワーＰｐの設定を行なう。
【００８３】
このループ帯域を数ＭＨｚ程度にすることで、１μｓｅｃには十分にピークパワーＰｐの設定に対する引込みが行なわれる。このピークパワーＰｐの制御電圧は、ＡＰＣゲートとして駆動電流制御処理部４０に入力するサンプルゲート信号をローレベルにすることにより、レベル検知部４２が持つホールド機能によりホールドされる。
【００８４】
順に他の光パワーの設定も同様に行なう。これ以降、セクタのデータ部においては、保持されたこれら制御電圧に基づき生成された電圧電流変換部７０の出力をカレントスイッチ９０により切り替え、半導体レーザ１２による記録発光波形、再生、消去のＤＣ発光が可能になる。
【００８５】
このように、記録時の半導体レーザ１２のパルス駆動、さらにパワー設定時のパルス駆動を実現することで、複数の設定値でパルス駆動される半導体レーザ１２の光出力を精度よく制御できるようになる。
【００８６】
なお、本実施形態では、各光パワーの設定を、基準電流生成部３２からの電流信号であるパワー基準電流ＩREFP，ＩREFE，ＩREFCで行なっていたが、基準電流生成部３２を、各光パワーに対応する光パワー設定電圧を与える基準電圧生成部に置き換え、カレントスイッチ３５を、電圧切替スイッチに置き換えることでも、上記で説明したと同様に、フォトダイオード１６からのパワー検出信号としての検知電流ＩFPD のピークレベル、アベレージレベル、およびボトムレベルを電流電圧変換部２６で電圧信号に変換した各値が、基準電圧生成部によるそれぞれの設定電圧と等しくなるように制御することができる。
【００８７】
＜発光パルス波形と切替制御信号＞
図２は、半導体レーザ１２の発光パルス波形と、この発光パルス波形における各パワーレベルに対応するカレントスイッチ３５に入力される切替制御信号との関係を説明するタイミングチャートである。また、図３は、図２に示すタイミングの元で駆動される半導体レーザ１２に流れるレーザ駆動電流を説明するタイミングチャートである。
【００８８】
光ディスク９は、光ピックアップなどの光学系装置１０に搭載された半導体レーザ１２を発光し、再生時には光ディスク９上に微弱な再生光を集光し、光ディスク９上に記録されているピットの反射率、位相差、あるいは偏向角などを検出する。
【００８９】
また、記録および消去時には再生時より高パワーで半導体レーザ１２を発光させる。このとき、記録したいデジタル信号そのものに対応して、単純にオン／オフでレーザパワーを制御すると、記録マーク波形は、熱の蓄積などの影響を受けて大きく歪み、再生時の読取エラー原因となる。
【００９０】
このため、マークエッジ記録でのマークの形状歪によるデータ誤りを抑えるべく、記録するマークに応じてレーザパワーをパルス変調することで記録マークに生ずる熱分布を制御するライトストラテジ技術を採用しつつ、相変化ディスクのストラテジの各レーザパワーをリアルタイム制御するＡＰＣ方式リアルタイム制御を採用する。
【００９１】
たとえば、光ディスク９として相変化光ディスクを用いた場合の記録時に、オーバーライトを可能にするため３値で制御する場合、図２（Ａ）に示すように、パルス幅変調および強度変調の複合された変調波形を用いて、パワーレベルの高いレベルから順に、ピークパワーＰｐ、イレーズパワーＰｅ、およびクールパワーＰｃといった３種類のパワーレベルを持つ複数のレーザパルスを利用する。作りたい記録マーク長によってパルスの数を変え、パルス幅およびレベルを最適に設定することにより、前後の生成マーク間での熱干渉や生成マーク後端部での熱蓄積を緩和し、最適な記録マークを形成することで、良好な記録再生ＲＦ信号を得ることを可能にする。
【００９２】
具体的には、ピークパワーＰｐ、イレーズパワーＰｅ、およびクールパワーＰｃの３値を書込クロック（Write CLK ）に基づきスイッチングすることで、ピークパワー部およびクールパワー部でマークを、またイレーズパワー部で下地の記録マークの消去、すなわちスペース部分の記録を行なう。なお、リードは記録時には使用しないが、再生用のレーザパワーを意味しリードパワーＰｒまで考えると、合計４値のレーザパワー設定が必要となる。
【００９３】
マーク部分では、ピークパワーＰｐおよびクールパワーＰｃといった複数値のレーザパワーを設定し、かつこれら複数のレーザパワー値をパルス変調することにより、記録マークにかかる熱を均一化することで安定な記録マークを形成するようする。つまり、レーザ光による記録波形を複数の短パルスに分割してレーザ光を照射することにより、記録マークの後端部における熱の蓄積を抑え、記録マークの涙滴型現象（記録マーク後方が前方に比較して幅広になる）を抑え、記録マークの歪を低減する。
【００９４】
このような電流のスイッチング制御を行なうべく、半導体レーザパワーをスイッチングするための切替制御信号がカレントスイッチ３５に入力される。ここで、図２（Ａ）に示したような相変化ディスクのレーザ発光波形をカレントスイッチ３５で生成する方法としては色々と考えられるが、本実施形態においては、クール電流Ｉｃをベースにイレーズ電流Ｉｅ、ピーク電流Ｉｐを重畳してすることで、所望のレーザ駆動電流波形を得る手法を採ることとする。
【００９５】
この場合、図２（Ｂ）に示すように、ピークパワーＰｐを与えるクール電流Ｉｃの出力を指示するタイミングパルスＰPK、イレーズパワーＰｅを与えるイレーズ電流Ｉｅの出力を指示するタイミングパルスＰER、およびクールパワーＰｃを与えるクール電流Ｉｃの出力を指示するタイミングパルスＰCLを、ライトゲート信号ＷＧのハイレベルの期間にアクティブＨ（ハイレベル）で出力する。
【００９６】
先にも述べたように、カレントスイッチ３５は、ピーク、イレーズ、クール、およびリードの各パワーレベルにそれぞれ対応する個別の電流源と、ライトゲート信号ＷＧおよびタイミングパルスＰPK，ＰER，ＰCLの制御の元でオンオフするスイッチング素子とを有している。
【００９７】
たとえば、リードモード時には、ライトゲート信号ＷＧのローレベルを受けて、リード用スイッチング素子のみがオン状態となり、リード用電流源に設定されたパワー基準電流ＩREFRがカレントスイッチ３５からパワー基準電流ＩREF として出力されることになり、パワー基準電流ＩREFRに対応するリードパワーＰｒを与えるリード電流ＩLDR が半導体レーザ１２へ供給される。
【００９８】
同様に、ライトモード時には、先ずライトゲート信号ＷＧのハイレベルを受けて、クール電流Ｉｃの出力を指示するアクティブＨのタイミングパルスＰCLがカレントスイッチ３５に入力されると、クール用スイッチング素子がオン状態となり、クール用電流源に設定されたパワー基準電流ＩREFCに対応する電流Ｉｃがカレントスイッチ３５から出力される。続いて、イレーズ電流Ｉｅの出力を指示するアクティブＨのタイミングパルスＰERがカレントスイッチ３５に入力されると、イレーズ用スイッチング素子がオン状態となり、イレーズ用電流源に設定されたパワー基準電流ＩREFEに対応する電流Ｉｅがカレントスイッチ３５から出力される。
【００９９】
このとき、カレントスイッチ３５から出力されるパワー基準電流ＩREF としては、図３に示すように、クール用電流源の電流Ｉｃがレーザの閾値電流Ｉthを与えるバイアス電流として機能し、クール用電流源の電流Ｉｃにイレーズ用電流源の電流Ｉｅが重畳されて、両電流Ｉｃ，Ｉｅの合成分が、イレーズ電流ＩLDE として流れることとなり、結果として、半導体レーザ１２のレーザパワーとしては大きくなる。
【０１００】
同様に、ライトモード時において、ピーク電流Ｉｐの出力を指示するアクティブＨのタイミングパルスＰPKがカレントスイッチ３５に入力されると、ピーク用スイッチング素子がオン状態となり、ピーク用電流源に設定されたパワー基準電流ＩREFPに対応する電流値Ｉｐがカレントスイッチ３５から出力される。
【０１０１】
このとき、カレントスイッチ３５から出力されるパワー基準電流ＩREF としては、図３に示すように、クール用電流源の電流Ｉｃがレーザの閾値電流Ｉthを与えるバイアス電流として機能し、クール用電流源の電流Ｉｃにピーク用電流源の電流Ｉｐが重畳されて、両電流Ｉｃ，Ｉｐの合成分が、ピーク電流ＩLDP として流れることとなり、結果として、半導体レーザ１２のレーザパワーとしては大きくなる。
【０１０２】
つまり、レーザ駆動電流ＩLDの全体としては、図３に示すように、クール用電流源で与えられる電流Ｉｃがバイアス成分となり、バイアス成分としての電流Ｉｃ上に、イレーズ電流ＩLDE を規定する電流Ｉｅや、ピーク電流ＩLDP を規定する電流Ｉｐが載った形態となり、これによって、多値パワーの発光波形を生成することができるようになる。
【０１０３】
ここで、図３に示すようにして、ライトストラテジ技術を採用しつつ、ピークパワーＩｐのレーザ光で光ディスク９を照射すると、光ディスク９の記録膜が溶融される。その後、クールパワーＩｃにして急冷（クールレベル）すると、光りの反射率が低いアモルファス（非結晶）状態となる。これが記録マークとして利用される。
【０１０４】
また、イレーズパワーＰｅのレーザ光で光ディスク９を照射すると、記録膜は結晶状態となる。レーザ光の照射前に非結晶状態であった部分は結晶状態になり、元々結晶状態であった所は、そのまま結晶状態に留まる。
【０１０５】
これにより記録マークを消去でき、オーバーライト（重書きによる書換え）が可能となる。クールパワーＰｃは、その目的より低いパワーに設定されるのが普通であり、先に述べた再生時の出力であるリードパワーＰｒと同じくらいと考えてよい。
【０１０６】
なお、再生時は、光ディスク９に半導体レーザ１２の収束光を照射し、光ディスク９から情報信号やサーボ信号を得ることから、半導体レーザ１２側にも、光ディスク９からの反射光がある程度戻る。このため、戻り光と照射光との干渉によるスクープノイズやモードホッピングノイズ（纏めてレーザノイズという）が発生し、再生信号のＣ／Ｎ（Career per Noise）劣化を引き起こす要因となっている。
【０１０７】
そこで、これらレーザノイズを低減する目的で、再生モードでは、半導体レーザ１２の直流バイアス電流に２００ＭＨｚから６００ＭＨｚの高周波電流を重畳する高周波重畳法を用いる。ただし、高周波重畳法を用いる場合であっても、基本的にはＤＣとして考えて差し支えなく、図１０と変わらない。
【０１０８】
一方、記録時はＡＰＣゲートによりマーク部のタイミングでピーク検波、ボトム検波を行ない、ピークパワー、クールパワーを制御し、また、スペース部のタイミングで平均値検波を行ない、イレーズパワーを制御している。
【０１０９】
ただし、リアルタイムＡＰＣとは言え、ループ帯域は有限なので、目標となる設定パワーが変化すれば、それに応答する引き込み時間を要する。
【０１１０】
再生から記録のモード遷移時には、所望のパワーとのずれが大きいため、ＡＰＣの引込区間が存在することとなり、高密度化や高転送レート化にとって大きな障害となる。ただし、本実施形態のＡＰＣ方式は、基本的には異なる複数のレーザパワーを同時に引き込めるため、この点では優れている。
【０１１１】
しかしながら、図２に示したような相変化ディスクのレーザ発光波形をカレントスイッチで生成する方法としてもっとも簡易で合理的と考えられるクール電流Ｉｃをベースにイレーズ電流Ｉｅやピーク電流Ｉｐを重畳して、図３に示すような所望のレーザ駆動電流波形を生成する場合には、仮に誤差補正部５０を備えておらず、レベル検知部４２REと誤差増幅部４８PKの入力との間が直接に接続され、かつレベル検知部４４REと誤差増幅部４８AVの入力との間が直接に接続されていると、引込過程でのクール電流Ｉｃの誤差が、ピークやイレーズの制御ループに影響することになる。
【０１１２】
図４および図５は、この問題点を説明する図である。また、図６は、誤差補正部５０を設けたことの効果を示す図である。
【０１１３】
たとえば図４のように、半導体レーザ１２の特性が温度上昇により閾値電流のみΔＩｔｈだけ変化した場合を考える。温度上昇後はΔＩｔｈの変化分をクール電流Ｉｃで引き込めば、ピーク電流Ｉｐおよびイレーズ電流Ｉｅは同じで所望のレーザパワーが得られることになる。
【０１１４】
温度上昇前にＡＰＣが引き込んだ各レーザパワーの制御電流を初期値として与えたとしても、半導体レーザ１２の発光パワーはＤＣ的にΔＩｔｈ分低くシフトしている。この状態で、図１に示したＡＰＣ方式において誤差補正部５０を備えず、かつ時分割せずに各パワーのＡＰＣをかけると、ピーク電流Ｉｐおよびイレーズ電流ＩｅにはΔＩｔｈ分のエラーが初期誤差として入力されるので、ピーク電流Ｉｐおよびイレーズ電流Ｉｅを大きくする方向に動く。
【０１１５】
このため、ピーク電流Ｉｐおよびイレーズ電流Ｉｅは、図５に示すように、目標のレベルより一旦大きくなってから小さくなるような引込特性となる。
【０１１６】
それぞれのＡＰＣループ特性の最適化が十分にされないと、場合によってはディスク上の記録マークを消してしまうストレージメディアにとって重大の事故に結びつくことも考えられる。
【０１１７】
これに対して、本実施形態においては、誤差補正部５０を設けており、相変化ディスクのような記録波形の複数のレーザパワーを制御するＡＰＣの引込応答の安定化を図り、結果として引込時間の短縮をも実現することができるようにしている。以下、この点について説明する。
【０１１８】
先にも説明したように、誤差補正部５０は、クール電流制御ループの誤差アンプである誤差増幅部４８RDの基準入力側の電圧すなわちレベル検知部４６REにて検知されたボトム基準電圧ＶREBMから、ＡＰＣループの帰還系をなすフォトダイオード検波系の誤差増幅部４８RDへの入力電圧すなわちレベル検知部４６FPにて検知されたボトム検知電圧FPBMを引いた差を入力誤差ΔＶ５０として、ピーク電流制御ループの誤差アンプである誤差増幅部４８PKの基準入力、およびイレーズ電流制御ループの誤差アンプである誤差増幅部４８AVの基準入力から、それぞれ差し引く構成とする。
【０１１９】
こうすることで、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃの制御ループの誤差アンプ（誤差増幅部４８BM）の入力誤差ΔＶ５０を用いて、電流パルスを与えるイレーズ電流Ｉｅ、ピーク電流Ｉｐの各制御ループの誤差アンプ（誤差増幅部４８AV，４８PK）の各入力に補正を加えるように構成している。
【０１２０】
このような構成により、クールレベルの引込過程で発生し、ピークレベルおよびイレーズレベルの検波系に足されてしまう誤差の影響を排除することができる。
【０１２１】
図４を用いて説明したように、温度上昇前の各レーザパワーの制御電流を初期値として与えた場合にも、温度上昇により半導体レーザ１２の発光パワーがＤＣ的にΔＩｔｈ分低く、シフト分の初期誤差は予めピーク、イレーズのリファレンスレベルから引かれているため、ピーク電流Ｉｐおよびイレーズ電流Ｉｅは変化せずに、クールＡＰＣのみが応答することになる。結果として、図６に示すように、安定した発光波形の引込応答が得られることになる。
【０１２２】
以上説明したように、第１実施形態のレーザ光出力制御装置１によれば、書込可能な光ディスクの記録時のレーザ発光波形のような多値パワーを制御するＡＰＣ方式のレーザパワー制御を行なうに際して、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引くようにしたので、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃの制御ループの誤差の影響を、電流パルスを与えるイレーズ電流Ｉｅやピーク電流Ｉｐのパワー制御ループから容易に排除することが可能となる。
【０１２３】
これにより、安定した引込特性が得られ、結果として、パワーの引込時間の短縮にも繋がり、さらにＡＰＣループ特性の帯域を上げて引込時間を短縮することも可能となる。
【０１２４】
また、光学系のばらつきなどのＡＰＣループ特性変化に対しても鈍感になるので、これらのばらつきに対するマージンも大幅に向上する。
【０１２５】
より安定したレーザパワー制御が可能となり、高転送レートと高密度化に貢献できるようになる。
【０１２６】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の一例であるレーザ光出力制御装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。この第２実施形態のレーザ光出力制御装置１は、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を、基準入力からフォトダイオード検波系を減算することにより抽出する点で第１実施形態と共通するが、この抽出した入力誤差を、他の制御ループの誤差アンプ入力のフォトダイオード検波系に加算するようにしている点で、第１実施形態と相違する。
【０１２７】
具体的には、誤差補正部５０に代えて、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引く誤差補正部５２を備えている。
【０１２８】
第２実施形態の誤差補正部５２は、先ず、第１実施形態の入力誤差抽出部５０ａと同様に、基準電流生成部３２を用いた基準系についてレベル検知部４６REにて検知されたボトムレベルに関しての基準入力であるボトム基準電圧ＶREBMから、フォトダイオード１６を用いた検波系についてボトムレベルに関してレベル検知部４６FPにて検知されたボトム検知電圧FPBMを減算することにより、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５２を抽出する入力誤差抽出部５２ａを有している。
【０１２９】
また、誤差補正部５２は、入力誤差抽出部５２ａにより抽出された入力誤差ΔＶ５２をそれぞれ、他の制御ループの一方であるピークレベルに関してレベル検知部４２FPにて検知されたピーク基準電圧ＶFPPKに加算する入力誤差加算部５２ｂを、レベル検知部４２FPと誤差増幅部４８PKの帰還側入力との間に有するとともに、他の制御ループの他方であるアベレージレベルに関してレベル検知部４４FPにて検知されたアベレージ基準電圧ＶFPAVに加算する入力誤差加算部５２ｃを、レベル検知部４４FPと誤差増幅部４８AVの帰還側入力との間に有している。
【０１３０】
つまり、クール電流制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５２の抽出のための減算器入力の符号を第１実施形態と同じにしつつ、抽出した入力誤差ΔＶ５２を他のパワー制御のループから差し引くために、誤差アンプの差動入力の帰還側入力を使うようにしている点で、第１実施形態と異なるだけである。
【０１３１】
このような第２実施形態の構成においても、第１実施形態の構成と同様に、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引くことができるので、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃの制御ループの誤差の影響を、電流パルスを与えるイレーズ電流Ｉｅやピーク電流Ｉｐのパワー制御ループから容易に排除することが可能となるなど、第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【０１３２】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の一例であるレーザ光出力制御装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。この第３実施形態のレーザ光出力制御装置１は、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を、フォトダイオード検波系から基準入力を減算することにより抽出する点で第１実施形態と異なり、また、この抽出した入力誤差を、他の制御ループの誤差アンプ入力の基準入力に加算するようにしている点でも、第１実施形態と相違する。
【０１３３】
具体的には、第１実施形態の誤差補正部５０に代えて、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引く誤差補正部５４を備えている。
【０１３４】
第３実施形態の誤差補正部５４は、先ず、フォトダイオード１６を用いた検波系についてボトムレベルに関してレベル検知部４６FPにて検知されたボトム検知電圧FPBMから、基準電流生成部３２を用いた基準系についてレベル検知部４６REにて検知されたボトムレベルに関しての基準入力であるボトム基準電圧ＶREBMを減算することにより、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５４を抽出する入力誤差抽出部５４ａを有している。
【０１３５】
また、誤差補正部５４は、入力誤差抽出部５４ａにより抽出された入力誤差ΔＶ５４をそれぞれ、他の制御ループの一方であるピークレベルに関してレベル検知部４２REにて検知されたピーク基準電圧ＶREPKに加算する入力誤差加算部５４ｂを、レベル検知部４２REと誤差増幅部４８PKの基準側入力との間に有するとともに、他の制御ループの他方であるアベレージレベルに関してレベル検知部４４REにて検知されたアベレージ基準電圧ＶREAVに加算する入力誤差加算部５４ｃを、レベル検知部４４REと誤差増幅部４８AVの基準側入力との間に有している。
【０１３６】
つまり、クール電流制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５４の抽出のための減算器入力の符号を第１実施形態と逆にしている点で第１実施形態と異なるが、抽出した入力誤差ΔＶ５４を他のパワー制御のループから差し引くために、誤差アンプの差動入力の基準側入力を使うようにしている点では、加算（第３実施形態）と減算（第１実施形態）の違いがあるものの、第１実施形態と共通する。
【０１３７】
このような第３実施形態の構成においても、第１実施形態の構成と同様に、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引くことができるので、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃの制御ループの誤差の影響を、電流パルスを与えるイレーズ電流Ｉｅやピーク電流Ｉｐのパワー制御ループから容易に排除することが可能となるなど、第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【０１３８】
＜第４実施形態＞
図９は、本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の一例であるレーザ光出力制御装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。この第４実施形態のレーザ光出力制御装置１は、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を、フォトダイオード検波系から基準入力を減算することにより抽出する点で第１実施形態と異なり（第３実施形態とは共通する）、また、この抽出した入力誤差を、他の制御ループの誤差アンプ入力のフォトダイオード検波系から減算するようにしている点でも、第１実施形態と相違する。
【０１３９】
具体的には、第１実施形態の誤差補正部５０に代えて、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引く誤差補正部５６を備えている。
【０１４０】
第４実施形態の誤差補正部５４は、先ず、第３実施形態と同様に、フォトダイオード１６を用いた検波系についてボトムレベルに関してレベル検知部４６FPにて検知されたボトム検知電圧FPBMから、基準電流生成部３２を用いた基準系についてレベル検知部４６REにて検知されたボトムレベルに関しての基準入力であるボトム基準電圧ＶREBMを減算することにより、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５６を抽出する入力誤差抽出部５６ａを有している。
【０１４１】
また、誤差補正部５６は、入力誤差抽出部５６ａにより抽出された入力誤差ΔＶ５６をそれぞれ、他の制御ループの一方であるピークレベルに関してレベル検知部４２FPにて検知されたピーク基準電圧ＶFPPKから減算する入力誤差減算部５６ｂを、レベル検知部４２FPと誤差増幅部４８PKの帰還側入力との間に有するとともに、他の制御ループの他方であるアベレージレベルに関してレベル検知部４４FPにて検知されたアベレージ基準電圧ＶFPAVから減算する入力誤差減算部５６ｃを、レベル検知部４４FPと誤差増幅部４８AVの帰還側入力との間に有している。
【０１４２】
つまり、クール電流制御ループの誤差アンプの入力誤差ΔＶ５６の抽出のための減算器入力の符号を第１実施形態と逆にしている点で第１実施形態と異なる（第３実施形態とは共通する）とともに、抽出した入力誤差ΔＶ５６を他のパワー制御のループから差し引くために、誤差アンプの差動入力の帰還側入力を使うようにしている点でも、第１実施形態と異なる。
【０１４３】
このような第４実施形態の構成においても、第１実施形態の構成と同様に、バイアス電流を与える制御ループの誤差アンプの入力誤差を他のパワーの制御ループの誤差アンプ入力から差し引くことができるので、バイアス電流を与えるクール電流Ｉｃの制御ループの誤差の影響を、電流パルスを与えるイレーズ電流Ｉｅやピーク電流Ｉｐのパワー制御ループから容易に排除することが可能となるなど、第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【０１４４】
なお、上記説明から明らかなように、以下の構成を発明として提案することができる。以下列記する。
【０１４５】
＜付記１＞前記入力誤差抽出部は、前記第１の誤差増幅部における前記基準成分から前記帰還成分を減算することで前記入力誤差を検出し、
前記補正部は、前記第２の誤差増幅部における前記基準成分から前記入力誤差抽出部が検出した前記入力誤差を減算することで前記補正を行なう
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ駆動制御装置。
【０１４６】
＜付記２＞前記入力誤差抽出部は、前記第１の誤差増幅部における前記基準成分から前記帰還成分を減算することで前記入力誤差を検出し、
前記補正部は、前記第２の誤差増幅部における前記帰還成分に、前記入力誤差抽出部が検出した前記入力誤差を加算することで前記補正を行なう
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ駆動制御装置。
【０１４７】
＜付記３＞前記入力誤差抽出部は、前記第１の誤差増幅部における前記帰還成分から前記基準成分を減算することで前記入力誤差を検出し、
前記補正部は、前記第２の誤差増幅部における前記帰還成分から、前記入力誤差抽出部が検出した前記入力誤差を減算することで前記補正を行なう
【０１４８】
＜付記４＞前記入力誤差抽出部は、前記第１の誤差増幅部における前記帰還成分から前記基準成分を減算することで前記入力誤差を検出し、
前記補正部は、前記第２の誤差増幅部における前記基準成分に、前記入力誤差抽出部が検出した前記入力誤差を加算することで前記補正を行なう
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ駆動制御装置。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】半導体レーザの発光パルス波形と、この発光パルス波形における各パワーレベルに対応するカレントスイッチに入力される切替制御信号との関係を説明するタイミングチャートである。
【図３】図２に示すタイミングの元で駆動される半導体レーザに流れるレーザ駆動電流を説明するタイミングチャートである。
【図４】引込過程でのクール電流誤差の影響を説明する図である（その１）。
【図５】引込過程でのクール電流誤差の影響を説明する図である（その２）。
【図６】誤差補正部を設けたことの効果を示す図である。
【図７】本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る本発明に係るレーザ駆動制御装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】リアルタイム方式を採用したＡＰＣ回路の構成例を示すブロック図である。
【図１１】駆動電流とレーザパワーとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１…レーザ光出力制御装、１０…光学系装置、１２…半導体レーザ、１６…フォトダイオード（レーザパワー検知部）、２０…電気系装置、２６，３６…電流電圧変換部、３２…基準電流生成部、３５…カレントスイッチ、４０…駆動電流制御処理部、４２，４２RE，４２FP，４４RE，４４FP，４６RE，４６FP…レベル検知部、４８，４８PK，４８AV，４８BM，４８RD…誤差増幅部、５０，５２，５４，５６…誤差補正部、５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａ…入力誤差抽出部、５０ｂ，５０ｃ，５６ｂ，５６ｃ…入力誤差減算部、５２ｂ，５２ｃ，５４ｂ，５４ｃ…入力誤差加算部、７０…電圧電流変換部、９０…カレントスイッチ、９２…電流駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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